(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁マグネットと、前記電磁マグネットの励磁によって駆動される可動子と、前記可動子の駆動に連動して駆動されて接離する一対の主接点を内蔵した真空バルブとを備えた電磁接触器において、
前記電磁マグネットは、ボビンに巻回された電磁コイルと、前記ボビンに挿通されて一端側に前記可動子と対向する磁極ヘッドが形成された鉄心と、前記鉄心の他端側及び前記電磁コイルの両側部を囲繞するようにコの字状に設けられ、前記コの字状の開口側の両端面で前記可動子を当接させるヨークと、前記磁極ヘッドの外形とほぼ同じ大きさの外形を有し前記磁極ヘッドに固着されて前記主接点の投入状態を保持する永久磁石と、を備え、
前記可動子が前記ヨークの前記両端面に当接した状態で、前記可動子と前記永久磁石との間に隙間が形成されるようにしたことを特徴とする電磁接触器。
【請求項２】
請求項１記載の電磁接触器において、
前記鉄心は円柱状であり、前記磁極ヘッドの外形と前記永久磁石の外形は円形であることを特徴とする電磁接触器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電磁接触器において、
前記永久磁石は、前記ボビンの胴部内径に嵌合されていることを特徴とする電磁接触器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電磁接触器において、
前記隙間に前記永久磁石を覆う遮磁板が設けられていることを特徴とする電磁接触器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、降圧モータや力率改善用コンデンサ等の電力機器の開閉制御を行う電磁接触器に関し、特に、主接点の入切操作を行う電磁マグネット部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁接触器は、電磁マグネットの吸引力を利用して主接点が投入及び遮断される。従来の電磁接触器としては、例えば、図５に示すようなものが知られている。鉄心３１とその鉄心３１に巻回されたコイル３２とヨーク３３とからなる電磁マグネット３４を備え、コイル３２が励磁されると、可動鉄板３５が吸引され、可動鉄板が取り付けられた回転軸３６が回動し、これに連動して支持板３７が上方に回動し、支持板に連結された真空バルブ３８の作動ロッドが上方に移動して、真空バルブ３８に内蔵された主接点が投入される。コイル３２の励磁が解かれると、図示しないスプリング部材によって、回転軸３６が反時計方向に回動することで、主接点が開路する。
電磁マグネット３４の鉄心３１部と可動鉄板３５の間の隙間には、遮磁板３９が設けられている。この遮磁板３９は、磁路の断面積を減少させて残留磁気による誤動作を防ぐためのもので、実質的に空隙の役割をする。図５の場合は、可撓性部材からなる遮磁板３９がワッシャに挟まれて鉄心３１にボルト締めされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−１５１３０５号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電磁マグネットの吸引力は、可動子（可動鉄板）とヨーク（又は鉄心）との接触部の空隙により大きく変化する。可動子とヨーク（又は鉄心）は主接点が入り状態になる度に衝突し、接触部の状態は衝突回数によって変化するため，吸引力は電磁マグネットの開閉回数によって大きく変化する。このため、空隙に遮磁板が挿入されている場合は、緩むことなく強固に取り付けられ、開閉時の衝撃によっても寸法変化が少なく、また、衝突の繰り返しにより遮磁板が摩耗したり劣化した場合は容易に取り替えられることが望ましい。
特許文献１に示す電磁マグネットを用いた電磁接触器では、遮磁板がボルトにより鉄心に固定されているので、繰り返しの衝撃によりボルトが緩み脱落する可能性があるという問題点があった。また、取り替える場合はボルトを外して取り替えなければならないので、取り替えに手間が掛かるという問題点があった。更に、磁極ヘッドとなるワッシャ部が露出しているので、異物や粉塵が附着しやすいという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、繰り返しの衝撃に強く、磁極部に異物や粉塵が附着しにくく、また、取付けの容易な遮磁板を備えた電磁接触器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電磁接触器は、電磁マグネットと、電磁マグネットの励磁によって駆動される可動子と、可動子の駆動に連動して駆動されて接離する一対の主接点を内蔵した真空バルブとを備えた電磁接触器において、電磁マグネットは、ボビンに巻回された電磁コイルと、ボビンに挿通されて一端側に可動子と対向する磁極ヘッドが形成された鉄心と、鉄心の他端側及び電磁コイルの両側部を囲繞するようにコの字状に設けられ、コの字状の開口側の両端面で可動子を当接させるヨークと、磁極ヘッドの外形とほぼ同じ大きさの外形を有し磁極ヘッドに固着されて主接点の投入状態を保持する永久磁石と、を備え、可動子がヨークの両端面に当接した状態で、可動子と永久磁石との間に隙間が形成されるようにしたものである。 
【発明の効果】
【０００７】
この発明の電磁接触器によれば、主接点を駆動する電磁マグネットは、ボビンに巻回された電磁コイルと、ボビンに挿通されて一端側に可動子と対向する磁極ヘッドが形成された鉄心と、鉄心の他端側及び電磁コイルの両側部を囲繞するようにコの字状に設けられ、コの字状の開口側の両端面で可動子を当接させるヨークと、磁極ヘッドの外形とほぼ同じ大きさの外形を有し磁極ヘッドに固着されて主接点の投入状態を保持する永久磁石と、を備え、可動子がヨークの両端面に当接した状態で、可動子と永久磁石との間に隙間が形成されるようにしたので、ヨークの開口側の端面で可動子を当接させたことにより、長期間の使用でも磁極ヘッドとの平行度に狂いが生じにくくなり、信頼性の高い電磁接触器を提供できる。
また、磁極ヘッドに設けた永久磁石で主接点の投入状態を保持するようにしたことにより、投入保持のための特別なラッチを必要とせずに、信頼性の高い電磁接触器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による電磁接触器の構成を示す図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂから見た電磁マグネット部の部分正面図である。
【図２】図１の電磁マグネット部の斜視図である。
【図３】図１の電磁マグネットの電磁コイルの遮磁板取付方法を説明する斜視図である。
【図４】可動子と磁極ヘッドとのギャップと電磁力の関係を示す図である。
【図５】従来の電磁接触器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、実施の形態１による電磁接触器を図に基づいて説明する。
先ず、図１基づき全体の構成から説明する。固定接点１ａと可動接点１ｂとからなる主接点が内蔵された真空バルブ１が、絶縁フレーム２の内側に３相分収容されている。固定接点１ａは固定ロッド１ｃに接続され、固定ロッド１ｃは真空バルブ１の容器の外部に導出されて固定側端子３に接続されると共に絶縁フレーム２に固定されている。一方、可動接点１ｂは接点の接離方向に移動可能な可動ロッド１ｄに接続されている。可動ロッド１ｄは外部に導出されて可撓導体４を介して可動側端子５と接続されると共に、可動ロッド１ｄと同軸上にある絶縁ロッド６の一方と連結されている。絶縁ロッド６の他方は、両接点間に接触圧力を与える接圧ばね７を介して開閉レバー８の一端に連結されている。
【００１０】
開閉レバー８の他端は回動軸９に固着されており、回動軸９の軸心を支点に回動することで、接圧ばね７を介し絶縁ロッド６及びそれに連結された可動ロッド１ｄを、両接点１ａ，１ｂの接離方向に往復動させるようになっている。この回動軸９は、図１（ｂ）に示すように、ベース１０に固着された絶縁フレーム２の両側面に、軸受１１を介して回動自在に支持されている。
更に、回動軸９には、開閉レバー８と連動して回動する可動子１２が固着されている。そして、可動子１２を電磁力によって吸引し、回動軸９を接点が投入される方向に回動させる電磁マグネット１３が、可動子１２に対向してベース１０に配設されている。電磁マグネット１３、及び電磁マグネット１３と可動子１２との当接部近傍の詳細については後述する。
【００１１】
更に、回動軸９には、図１（ｂ）に示すように、接点開放用のレバー１４が設けられており、レバー１４に対向して開放ばね１５が配設されている。この開放ばね１５は、可動子１２の吸引方向とは反対方向に付勢されており、レバー１４を押圧して回動軸９を回動させることにより主接点を開放する働きをする。
レバー１４が開放ばね１５に押圧されて回動軸９が回動しても、所定の角度以上は回動しないように、可動子１２の吸引側とは反対側にストッパ１６が設けられている。
上記のように、電磁接触器は、電磁マグネット１３の励磁によって可動子１２を駆動し、可動子１２の駆動に連動して真空バルブ１の主接点の可動接点１ｂを駆動して接離させることで、主接点１ａ，１ｂを開閉するものであるが、真空バルブ１から回動軸９に至る主回路部の構成は一例を示すものであり、図１の形状に限定するものではない。
【００１２】
次に、電磁マグネット１３と可動子１２近傍の詳細について、図１（ａ）の断面図と、図２及び図３に基づいて説明する。
図１（ａ）の断面図に示すように、電磁マグネット１３は、両端に鍔部１７ａを有するボビン１７の胴部に巻回された電磁コイル１８と、ボビン１７の胴部に挿通されて一端側に可動子１２と対向する磁極ヘッド１９ａが形成された円柱状の鉄心１９と、鉄心１９の他端側にボルト締め等によって固着され、電磁コイル１８の側部を囲繞するように設けられたヨーク２０（図２も参照）を有して構成されている。ヨーク２０は、下部側に設けられた取付足２０ａがボルト締めされてベース１０に固定される。
鉄心１９の磁極ヘッド１９ａ側には、可動子１２を吸引して真空バルブ１の主接点の投入状態を保持するための永久磁石２１が配設されている。永久磁石２１の大きさは、鉄心１９の外径とほぼ同じである。
【００１３】
図２及び図３に示すように、鉄心１９の磁極ヘッド１９ａ側のボビン１７の鍔部１７ａに、磁極ヘッド１９ａを覆う大きさの遮磁板２２が着脱自在に設けられている。永久磁石２１が設けられている場合は、当然、永久磁石２１を覆う大きさである。遮磁板２２は吸引力を安定化させるために設けられたものであるが、作用の詳細については後述する。
遮磁板２２は、例えば、黄銅またはリン青銅からなる矩形状の薄板を使用する。厚さは例えば、０．２６ｍｍ、幅は上記のように磁極ヘッド１９ａ（又は、永久磁石２１）が隠れる寸法とし、対向する２辺側に、直角に折り曲げた折曲面２２ａが形成されている。そして、各折曲面２２ａには矩形状の取付穴２２ｂが設けられている。
【００１４】
一方、ボビン１７の磁極ヘッド１９ａ側の鍔部１７ａの上下には、取付穴２２ｂに係合する突起部１７ｂが形成されている。上下の突起部１７ｂの外側端面間の寸法は、遮磁板２２の折曲面２２ａ間の寸法よりも少し長く設定されている。
遮磁板２２の取付は、図３に示すように、折曲面２２ａの一方の取付穴２２ｂに一方の突起部１７ｂを係合させて、他方を矢印のように押し込み、折曲面２２ａ部の弾性を利用して、他方の取付穴２２ｂに他方の突起部１７ｂを挿入して係合させる。係合させた状態が図２である。
【００１５】
上記のように構成された電磁マグネット１３と遮磁板２２と可動子１２の関係は、磁極ヘッド１９ａに可動子１２が吸引されたとき、可動子１２の磁極ヘッド１９ａに対向する面は、遮磁板２２の面にほぼ一様に対向して隙間が無くなるように、相互の配置関係がなされている。
可動子１２が吸引されたとき、可動子１２の面は直接遮磁板２２に当接するようにしても良いが、ヨーク２０の開口側（磁極ヘッド１９ａ側）の端面に当接させる方が、長期間の使用でも、磁極ヘッド１９ａとの平行度に狂いが生じにくい。
【００１６】
次に、電磁接触器の動作について説明する。
真空バルブ１の接点が開成しているときは、可動子１２は開放ばね１５に押圧されてストッパ１６に当接した状態にある。電磁接触器に投入指令が出されると、電磁コイル１８が励磁され、鉄心１９とヨーク２０と可動子１２とを周回する磁束が発生し、電磁マグネット１３に吸引力が発生する。この吸引力により、可動子１２は、磁極ヘッド１９ａ側に吸引され、回動軸９を支点に図１において時計回りに回動する。それに連動して、開閉レバー８が接圧ばね７を介して絶縁ロッド６と可動ロッド１ｄを押し上げ、真空バルブ１の可動接点１ｂが固定接点１ａに当接する。更に接圧ばね７が圧縮されて図１のような状態になり投入が完了する。両接点１ａ，１ｂは接圧ばね７の接圧力によって接点に必要な接触圧が付加されている。投入完了後は、可動子１２は永久磁石２１の吸引力により吸引されて、投入状態が保持される。
【００１７】
遮断動作は、遮断指令により電磁コイル１９が投入と逆方向に励磁されると、永久磁石２１の吸引力に打ち勝つ反発力が可動子１２に作用し、接圧ばね７の力と、開放ばね１５がレバー１４を押圧する力によって、回動軸９が図１で反時計方向に回動し、開閉レバー８が押し下げられ、可動接点１ｂが固定接点１ａから離れて遮断状態となる。このとき、可動子１２はストッパ１６に当接してそれ以上回動しないようになっている。
【００１８】
次に、遮磁板２２の作用について説明する。
一般に、本実施の形態のような電磁接触器は、電力機器の開閉スイッチとして使用されるものであり、したがって何十万回と開閉される。可動子１２と鉄心１９の磁極ヘッド１９ａ（永久磁石２１を設けている場合は永久磁石２１）とは、隙間を完全に０とするのは難しく、いくらかの微小隙間が存在する。この隙間が、上記のような多数回の繰り返し動作によって変化すれば、電磁力も変化し、変化の度合いによっては開閉に支障を来すことになる。
【００１９】
図４は、電磁マグネットの磁気回路中の可動子部のギャップと電磁力の関係を模式的に示した図である。例えば、初期ギャップが０．２ｍｍあったものが、長期間の開閉動作により当接部表面が摩耗する等で０．１ｍｍに減少したとすれば、電磁力はΔＦ１だけ変化する。もし、初期値が０．５ｍｍであったものが０．４ｍｍに減少した場合には、電磁力はΔＦ２だけ変化する。ギャップの減少量は同じ０．１ｍｍでも、電磁力の変化量はΔＦ１＞ΔＦ２となっており、初期ギャップによって大きく異なることが分かる。したがって、電磁力の変化量を少なくするためには、初期ギャップが大きい方が好ましいが、ギャップが大きくなると、当然電磁力が低下する。
【００２０】
そこで、遮磁板２２は、非磁性部材を用いて、あまり電磁力が低下しない値の磁気的な隙間を、予め可動子１２と鉄心１９の磁極ヘッド１９ａ（または永久磁石２１）の間に設定しておくためのものである。遮磁板２２の厚さにより、可動子１２と磁極ヘッド１９ａ（または永久磁石２１）の磁気的隙間はほぼ一定に保たれ、多数回の繰り返し開閉動作によって、摩耗等により僅かに寸法が減少しても、電磁力の変化量を小さく抑えることができる。この隙間となる遮磁板２２の厚さは、先に説明したように、例えば、０．２６ｍｍ程度としている。
【００２１】
また、遮磁板２２は、前記のように多回数の開閉により衝撃が加わるので、どうしても長年の使用により摩耗や変形が生じてくるため、安定した性能を維持するためには定期的に取り替えることが望ましい。本実施の形態では、遮磁板２２を着脱自在な構造としているので、遮磁板２２を取り替える場合は、図３の取付手順と逆の手順で簡単に取り外しができ、ボルト等の締結部品を必要とせず、また、工具等を用いることなく容易に新品と取り替えることができる。
【００２２】
更に、永久磁石２１の外径は、磁極ヘッド１９ａの外径とほぼ同にして、ボビン１７の胴部内径に嵌合させているが、当然、組立上若干の隙間は必要なので、組立後は僅かな隙間が存在する。この隙間や永久磁石２１の表面には、金属異物や粉塵等が附着する虞がある。金属異物や粉塵等が附着すれば、上述の「隙間」が変化することになる。
本実施の形態では、遮磁板２２の大きさを、永久磁石２１の外径（≒磁極ヘッド１９ａ）が隠れる大きさとしているので、永久磁石２１は遮磁板２２に覆われた形となり、金属異物や粉塵等が附着するのを抑制できる。また、遮磁板２２は広い面を覆っているため、耐衝撃性に優れ、摩耗や変形が生じにくい。
【００２３】
なお、上記までの説明では、投入動作の保持用として永久磁石２１を使用したものについて説明したが、投入後、電磁コイル１８に電流を流し続けることで投入を保持したり、ラッチ機構を用いて投入を保持する方式もあり、その場合は、永久磁石２１を必要としない。永久磁石２１がない分、金属異物の附着は減少するが、磁極ヘッド１９ａと可動子１２との隙間の関係は上記と同等であり、異物の浸入や表面への粉塵の附着に対して、同様な作用効果が期待できる。
【００２４】
以上のように、実施の形態１の電磁接触器によれば、主接点を駆動する電磁マグネットは、両端に鍔部を有するボビンに巻回された電磁コイルと、ボビンに挿通されて一端側に可動子と対向する磁極ヘッドが形成された鉄心と、鉄心の他端側に固着され電磁コイルの側部を囲繞するように設けられたヨークとを有し、磁極ヘッドの側のボビンの鍔部に、磁極ヘッドを覆うように遮磁板を設けたので、ボビンの鍔部をほぼ覆うような大きな面積の遮磁板とすることで、繰り返しの衝撃にも変形や摩耗が少なく、また、ボビンと鉄心の隙間や磁極ヘッドに金属異物や粉塵等が附着するのを抑制できる。
【００２５】
また、遮磁板は、矩形状の板材からなり、対向する２辺側に形成された折曲面に取付穴を設けており、取付穴をボビンの鍔部に設けた突起部に係合させて、着脱自在に取り付けたので、締付部材や工具等を使用することなく遮磁板を容易に着脱できると共に、開閉振動によっても遮磁板が脱落することのない、信頼性の高い電磁接触器を提供できる。
【００２６】
更にまた、磁極ヘッドと遮磁板との間に、主接点の投入状態を保持するための永久磁石を設けたので、投入保持のための特別なラッチ機構を必要としない構成で、永久磁石部に金属異物が附着するのを抑制でき、信頼性の高い電磁接触器を提供できる。
【符号の説明】
【００２７】
１  真空バルブ                        １ａ  固定接点
１ｂ  可動接点                        １ｃ  固定ロッド
１ｄ  可動ロッド                      ２  絶縁フレーム
３  固定側端子                        ４  可撓導体
５  可動側端子                        ６  絶縁ロッド
７  接圧ばね                          ８  開閉レバー
９  回動軸                          １０  ベース
１１  軸受                            １２  可動子
１３  電磁マグネット                  １４  レバー
１５  開放ばね                        １６  ストッパ
１７  ボビン                          １７ａ    鍔部
１７ｂ  突起部                        １８  電磁コイル
１９  鉄心                            １９ａ  磁極ヘッド
１９ｂ  他端側                        ２０  ヨーク
２０ａ  取付足                        ２１  永久磁石
２２  遮磁板                          ２２ａ  折曲面
２２ｂ  取付穴。
【図１】
0005400210.tif 000002
【図２】
0005400210.tif 000003
【図３】
0005400210.tif 000004
【図４】
0005400210.tif 000005
【図５】
0005400210.tif 000006